一种家电用改性三聚氰胺涂层的制作方法

本发明属于功能涂层领域，具体涉及一种家电用改性三聚氰胺涂层。

背景技术：

1、随着社会的发展，生活水平的提高，各种家用电器，如冰箱、洗衣机、电视机乃至开关面板的广泛使用。一方面，由家用电器引发的火灾越来越普遍。其中，由静电产生的火灾不计其数。另一方面，由于家用电器长期接触人体表面，由其滋生的细菌很容易通过直接接触进入人体，危害人体健康。

2、静电的产生在生活、工业生产中是不可避免的，其危害包括：吸附空气中的粉尘引起电子设备的故障或造成电磁干扰、击穿集成电路和精密的电子元件、促使元件老化、引发易燃物品起火等。

3、静电引起的火灾事件时有发生，防静电成为防止火灾发生的一大手段。赋予涂层抗静电性能可以有效防止因静电引起的火灾，为阻燃筑起第一道防线，防范于未“燃”。目前主要是通过抗静电剂来赋予涂层表面的抗静电性能，然而常规金属粉体抗静电剂在涂料体系中存在分散性问题，导致抗静电效果不佳。火灾发生后，传统阻燃材料存在局部过热，成炭性不佳，导致火焰穿过阻燃材料继续引燃其他物质；此外，很大一部分阻燃塑料中添加的是卤系阻燃剂，燃烧时容易分解释放出卤化氢等有毒气体，对火灾现场人员的危害很大。

4、同时，由病菌引起的危害已屡见不鲜，同时家用电器每天与不同人以及同一人进行高频率次接触，有交叉感染的风险，因此对于家用电器表面的抗菌已是刻不容缓了。

5、考虑到静电和火灾的产生存在一定的联系，对于兼具抗静电和阻燃性的要求，并不矛盾。三聚氰胺作为一种高氮含量的结构，具有环内多对孤对电子，具备抗静电的可能性；同时具有高分解温度、低烟、无毒以及价格便宜等优点，已经成为了当前无卤阻燃剂制造的首选。因此，以三聚氰胺为主体开发一种抗静电、阻燃性能优异以及具备抗菌性的家电用涂层就成为科研开发的热点。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术中家用电器使用的涂层在抗静电、阻燃以及抗菌效果上存在不足，提供了一种家电用改性三聚氰胺涂层及其制备方法。通过配方设计，以及自制的改性三聚氰胺单体，解决了问题的同时，具有高耐磨性、高透美观不泛黄等性能。

2、为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

3、一种改性三聚氰胺单体的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)纳米氢氧化物与硅烷偶联剂混合进行水解偶联反应，制备中间产物i；

5、(2)中间产物i与三聚氰胺在催化剂三乙胺a的作用下进行偶联反应，制备中间产物ii；

6、(3)将中间产物ii与烯丙基缩水甘油醚在催化剂三乙胺b的作用下进行开环反应，制备中间产物iii；

7、(4)将中间产物iii与dopo在引发剂aibn的引发下进行加成反应，制备中间产物iv；

8、(5)将中间产物iv与甲基丙烯酸异氰基乙酯在阻聚剂对羟基苯甲醚的存在下进行开环反应，制备中间产物v；

9、(6)将中间产物v与铜盐混合进行配位反应，得到改性三聚氰胺单体。

10、进一步地，所述纳米氢氧化物纳米氢氧化铝或纳米氢氧化镁；

11、所述硅烷偶联剂为环氧基硅烷偶联剂或丙烯酰氧基硅烷偶联剂。

12、进一步地，所述纳米氢氧化物与硅烷偶联剂的用量为100g：3.0-5.0g。

13、进一步地，

14、所述中间产物i、三聚氰胺的用量比按硅烷偶联剂与三聚氰胺的摩尔比1:1添加；

15、所述三乙胺a的用量为三聚氰胺的1.0-2.0wt％。

16、进一步地，所述中间产物ii、烯丙基缩水甘油醚的用量比按三聚氰胺与烯丙基缩水甘油醚的摩尔比1:1添加；

17、所述三乙胺b的用量为烯丙基缩水甘油醚的1.0-2.0wt％。

18、进一步地，所述中间产物iii、dopo的用量比按三聚氰胺与dopo的摩尔比为1:1添加；

19、所述aibn的用量为dopo的1.0-1.5wt％。

20、进一步地，所述甲基丙烯酸异氰基乙酯、中间产物iv的用量比按甲基丙烯酸异氰基乙酯与三聚氰胺的摩尔比1.2:1添加；

21、所述对羟基苯甲醚的用量为甲基丙烯酸异氰基乙酯的1.0-1.5wt％。

22、进一步地，所述铜盐为醋酸铜或硝酸铜。

23、进一步地，所述铜盐、中间产物v的用量比为10-15g：100g。

24、本发明还提供了一种改性三聚氰胺单体的制备方法所制备的改性三聚氰胺单体。

25、本发明还提供了一种家电用改性三聚氰胺涂层，包括以下重量份数的原料：

26、聚酯丙烯酸酯预聚物20-40份；

27、改性三聚氰胺单体15-30份；

28、uv单体稀释剂8-15份；

29、光引发剂2-5份；

30、流平剂0.1-0.4份；

31、有机溶剂余量；

32、以上各组分总量为100份。

33、进一步地，所述uv单体稀释剂为单官能度、二官能度、三官能度、四官能度或六官能度中任意组合。

34、进一步地，所述光引发剂为bp、184、1173或tpo中的一种或几种。

35、本发明还提供了一种家电用改性三聚氰胺涂层的制备方法，包括如下的步骤：

36、避光，湿度≤60％，将流平剂、有机溶剂混合均匀后，向该混合溶剂中依次加入聚酯丙烯酸酯预聚物、uv单体稀释剂、改性三聚氰胺单体，继续搅拌均匀后，加入光引发剂，搅拌均匀，用孔径为1μm的滤布过滤，即得家电用改性三聚氰胺涂料。

37、本发明进一步提供了一种家电用改性三聚氰胺涂层的制备方法，包括如下的步骤：

38、将家电用改性三聚氰胺涂料均匀涂覆在基材上，80℃下加热120s，对涂覆层进行uv照射，照射能量为400-600mj/cm2，辐射时间30-60s，即得到干膜厚10-20μm的家电用改性三聚氰胺涂层。

39、进一步地，所述基材为常规基材或预涂基材。

40、进一步地，所述常规基材为塑胶基材或金属基材。

41、本发明还提供了一种家电用改性三聚氰胺涂层的用途，仅作为最外层涂层应用。

42、本发明具有如下的有益效果：

43、(1)本发明提供了一种家电用改性三聚氰胺涂层，其主体树脂选用聚酯丙烯酸酯预聚物，一方面聚酯型丙烯酸酯预聚物相对具有较高的光泽和硬度；另一方面聚酯结构对各种基材也具有较高的附着力。

44、(2)本发明提供了一种家电用改性三聚氰胺涂层，其组分之一的改性三聚氰胺单体，分子结构中含有纳米氢氧化物、硅烷结构、三聚氰胺、dopo、脲键、铜离子、丙烯酰氧基、羟基等结构。

45、首先、纳米氢氧化物在遇到高温或明火可分解释放出水分，并吸收大量热量，有效阻止火焰蔓延，具有阻燃性；

46、第二、硅烷结构一方面具有一定的耐高温性；另一方面还具有低原子表面能，具有表面迁移富集的特性；

47、第三、一方面三聚氰胺为富氮结构，首先具有膨胀型阻燃剂气源的特点，具有阻燃效果；另一方面，三聚氰胺中n可与铜离子形成配位，打破电子在环间传递的弊端，形成导电网链，具有高效的抗静电效果；

48、第四、dopo为新型反应型阻燃剂，可与三聚氰胺等协同复配阻燃，阻燃性优异；

49、第五、脲键、铜离子以及三聚氰胺可形成铜配合物，使有机修饰无机微球形成“无规串珠”结构，具有以下优势：优势一，可提高力学性能；优势二，使导电网络更加密集，抗静电效果更佳；优势三，铜离子显蓝色，可与延缓涂层的黄变，外观更优；优势四，铜离子为高效广谱抗菌剂，具有优异的抗菌性能；

50、第六、改性三聚氰胺单体还含有大量的羟基，保证阻燃性；含有丙烯酰氧基保证反应活性及反应交联度，提高涂层的力学性能。

51、至此，改性三聚氰胺单体具备膨胀型阻燃剂的炭源、酸源、气源要素，具备优异的阻燃效果；同时与纳米氢氧化物阻燃剂复配，阻燃效果更佳。此外，铜离子具有优异的抗菌性；且与n配合，形成电子导电网络，具有优异的抗静电特性。